PředmětyPředměty(verze: 875)
Předmět, akademický rok 2020/2021
  
Cytometry - MB151P80E
Anglický název: Cytometry
Český název: Cytometrie
Zajišťuje: Katedra buněčné biologie (31-151)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2020
Semestr: letní
E-Kredity: 4
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:2/1 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: 25
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: angličtina
Vysvětlení: The course cannot be combined with - MB130P75 and MB151P80Please, enroll in the Moodle course (e-learning) - right link
Garant: RNDr. Karel Drbal, Ph.D.
Neslučitelnost : MB151P80
N//Je neslučitelnost pro: MB151P80
Anotace -
Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (21.02.2018)
Student bude provedený základní klasifikací cytometrických metod s jejich historickým kontextem. Technologické výhody a nevýhody jednotlivých vývojových směrů cytometrie budou dokumentované na aplikacích ve více oborech: imunologii, reprodukční biologii, botanice, mikrobiologii, protistologii, hydrobiologii, molekulární biologii, genetice a biomedicíně obecně. Součástí jsou i praktická cvičení ve 4 tematických celcích (á 3 hodiny):
- design experimentu
- příprava vzorku a měření multiparametrických dat
- analýza dat (základní)
- analýza dat (pokročilá)

Aplikační využití cytometrie zahrnuje široké vědecké postupy a experimenty: analýzu a třídění různých velikostí částic od submikronových (chromozomů, bakterií, organel a vesiklů) přes buňky do velikosti stovek mikronů, ale i celých organismů až do velikosti 1mm. Analýza se neomezuje pouze na statické jednoparametrické "screeningové" experimenty, ale hlavní síla cytometrie je v multiparametrické analýze heterogenních vzorků a jejich funkčních vlastností. S objevem nových fluorochromů, včetně různých variant fluorescenčních proteinů, dnes můžeme studovat funkční projevy buněk až na úrovni protein-protein interakcí.
Vlastní cytometry i cytometrická data jsou velmi komplexní, plně standardizované a umožňují nám použití robustních statistických metod pro jejich analýzu. Součástí předmětu je proto praktická ukázka a detailní procvičení analýzy dat. Důraz klademe hlavně na průtokovou cytometrii. Další varianty cytometrie, včetně obrazové, budou probírané, ale nebudou předmětem vlastních praktických cvičení.
Literatura -
Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (21.02.2018)

Pro začátečníky:
GIVAN, Alice. L.: Flow Cytometry: First Principles, Wiley-Liss, New York, 2001, ISBN-13: 978-0471382249
ORMEROD, Michael. G.: Flow Cytometry - A Basic Introduction

Pro středně pokročilé:
DARZYNKIEWICZ, Zbygniew et al.: Methods In Cell Biology, Vol. 103: Recent Advances in Cytometry, Part A, Academic Press, Amsterdam, 2011.
DOLEŽEL, Jaroslav et al.: Flow Cytometry with Plant Cells. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2007, ISBN-13: 978-3527314874

Pro experty:
SHAPIRO, Howard. M.: Practical Flow Cytometry, 4th Edition. John Wiley and Sons, Inc., New York, 2003, ISBN-13: 978-0471411253

Metodické učebnice a návody:
ROBINSON, J. Paul. et al.: Current Protocols in Cytometry, John Wiley & Sons, New York, 2003, ISBN-13: 978-0471142959

Požadavky ke zkoušce -
Poslední úprava: RNDr. Karel Drbal, Ph.D. (23.09.2019)

Zápočet se skládá z:
- absolvování tří domácích testů po každé praktické hodině, které proběhnou v Moodlu. Musíte získat alespoň 50% bodů v součtu.
- závěrečného testu během poslední praktické hodiny. Jedná se o krátký single best answer test na Moodlu. Absolvování tohoto závěrečného testu alespoň na 50% je podmínkou pro připuštění k vlastní zkoušce.

Zkouška se skládá z odevzdání tří částí do 21.1. 23:55, kdy můžete získat 100% možných bodů. Za každý další den prodlení se odečítají 2% z předchozího dne progresivně až do termínu prezentace během posledního lednového/prvního únorového týdne. Následně budete prezentovat svoje výsledky formou 10 minutové prezentace pouze části 1 před ostatními studenty, kteří vás budou hodnotit. Finální známku nicméně určuje lektor s přihlédnutím k vašemu hodnocení, dalším častem zkoušky a svoje rozhodnutí všem zdůvodní.

Tyto tři části se skládají z:
1/  Reportu společně provedeného experimentu = správnosti jeho návrhu, provedení vlastního měření a analýzy dat. Odevzdáte na Moodle dokument ve formátu projektového reportu. Vlastní experiment provedeme během praktického kurzu č.3 = max. 45 bodů
2/ Návrh Vašeho vlastního experimentu pro skutečně plánovaný nebo fiktivní projekt - uvedení do problematiky včetně citací, správný výběr cytometru a fluorochromů/prób včetně spektrální analýzy, odůvodnění metod měření a analýzy dat a popis očekávaných výsledků - styl krátkého projektu - do 4 A4 stránek = max. 45 bodů
3/ volitelné heslo pro Wikipedii v angličtině na cytometrické téma, včetně 3-5 souvisejících a obecných citací = max. 10 bodů / nutné zalogování do Wikipedie pod Vaším účtem, který si zaregistrujete v nástěnce Wikipedie na https://outreachdashboard.wmflabs.org/.

Klasifikace: každá část zkoušky je hodnocená separátně a celková známka je stanovená podle UK pravidel (stupnice 1-4):

    100-94 bodů = A (excelentní - summa cum laude); v UK systému = 1
    93-80 bodů = B (výborně - insigni cum laude); v UK systému = 1
    79-60 bodů = C (velmi dobře - magna cum laude); v UK systému = 2
    59-47 bodů = D (dobře - cum laude); v UK systému = 3
    46-40 bodů = E (prospěl/a - rite); v UK systému = 3

Sylabus -
Poslední úprava: RNDr. Karel Drbal, Ph.D. (23.09.2019)

Předmět Cytometrie je vyučován ve 4 cyklech, kdy v každém z nich je série 3 dvouhodinových přednášek (1,5 hodiny čistého času) vždy zakončená jedním praktickým 3-hodinovým cvičením (2 a 1/4 hodiny čistého času), a to ihned po poslední přednášce v dané sérii.

1. cyklus: Základy cytometrie

PŘEDNÁŠKY:

1. Základy cytometrické technologie - termíny a kus historie
Klasifikace cytometrických technik, cytomika. Průtoková cytometrie, historie, parametry měřitelné pomocí průtokové cytometrie, základní části průtokového cytometru. Fluidika, laminární proudění, průtoková komůrka, hydrodynamická fokusace, principy sortingu.

2. Elektronika a optika cytometrů, metodiky třídění částic
Zdroje světla, rtuťové výbojky a lasery, optické filtry. Detekce světelných pulzů, fotodiody a fotonásobiče, parametry světelného pulzu. Zesilovače signálu, digitální zpracování signálů, kompenzace fluorescence, typy zobrazení výsledků analýzy. Cytometrické třídění, používaná konstrukční řešení a aplikace třídění (sorting).

3. Základy aplikací průtokové cytometrie
Úvod do analýzy dat - obsah jaderné DNA, stanovení ploidie, určení velikost jaderného genomu, identifikace mezidruhových hybridů, detekce aneuploidie, určení způsobu reprodukce, analýza kinetiky buněčného cyklu, apoptóza, endoreduplikace, třídění buněčných jader a mitotických chromozómů, analýza protoplastů, analýza chloroplastů, analýza genové exprese, studium fytoplanktonu, fytopatologie.

PRAKTICKÉ CVIČENÍ: Základy praktické analýzy dat
What you see is what you get: kvalita dat, datové standardy, rozlišení a distribuce dat, základní způsoby zobrazování, představení open source SW pro základní způsob analýzy (Flowing Software, Summit, WinMDI), komplexní SW balíky (SW: FlowJo, BC Kaluza, BD DiVa).

 2. cyklus: Základní cytometrické aplikace

PŘEDNÁŠKY:

4. Použití cytometrie v  biotechnologiích a v biomedicíně
Malé fluorochromy, tandemy, FRET a fluorescenční proteiny.
Selekční metody producentů v biotechnologiích, environmentální analýza, vazba na -omics metodiky.

Imunofenotypizace buněk a tkání: imunitní odpověď, nádory, infekce, mikrovesikly/mikropartikule.

5. Funkční testy v experimentu
Apoptóza, proliferace, signalizace, mitochondrie a apoptóza, membránový potenciál, fluorescenční přenos energie (FRET), senzory, proby...

6. Cytometrické metody ve virologii, mikrobiologii, hydrobiologii, protistologii a ekologii

PRAKTICKÉ CVIČENÍ: Design experimentu
Návrh experimentu a limity cytometrické metodiky (statistika v pozadí - rare cell, autofluorescence, kompenzace, základy kombinací fluorochromů, design panelů protilátek) a teorie vlastní přípravy vzorku (pevné tkáně, bakterie, kvasinky, viry, biosafety regulace)

 3. cyklus: Cytometrické aplikace v klinice

PŘEDNÁŠKY:

7. Standardní cytometrická diagnostika v onkologii a reprodukční biologii
Ontogeneze a onkogeneze - krvetvorba a leukémie, kmenové buňky, stratifikace onkologických pacientů, kontrola kvality zárodečných buněk.

8. Funkční studie, systémová biologie a kuličková proteomika v klinice
Vzácné populace, Ag-specifické T lymfocyty, sekrece cytokinů - multiplexová analýza, fosforylace kináz, proteomické studie.

9. Standardizace přístrojů a dat - klinická cytometrie budoucnosti EUROFLOW, multispektrální a hmotnostní cytometrie, alternativy klasického flow sortingu v klinice.

PRAKTICKÉ CVIČENÍ: Příprava vzorku a měření multiparametrických dat
Příprava osmibarevného panelu monoklonálních protilátek dle doporučení EUROFLOW, značení a měření vzorku krve na 18-detektorovém cytometru BD LSR II a BC CytoFLEX S, zpracování reportu (do poslední praktické hodiny)

 4. cyklus: Cytometrická budoucnost 

PŘEDNÁŠKY:

10. Nové technologie v cytometrii
Mikrofluidika, fluorescenční próby, obrazová cytometrie.

11. Sortování a jeho nové aplikace v různých disciplínách
Alternativy sortování v klinické praxi, sortování producentů v biotechnologiích.

12. Pokročilá analýza dat a pokročilé nástroje multivariantní analýzy se zaměřením na open source - CytoBank, CytoSpec, Plate Analyzer, R flow packages

PRAKTICKÉ CVIČENÍ: Práce s vašimi daty, multivariační analýza dat, vizualizace velkých dat - troubleshooting

 

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK